含氮有机化合物(2)精选PPT.ppt

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1、药学院化学教研室药学院化学教研室有机化学有机化学关于含氮有机化合物关于含氮有机化合物 (2)第1页，讲稿共49张，创作于星期日氨的烃基取代物称为胺。胺及其衍生物是一类重要的有机化合物。这类化合物范围广，种类繁多，与生命活动和人类日常生活关系非常密切。胺胺重氮和偶氮化合物重氮和偶氮化合物酰胺酰胺第2页，讲稿共49张，创作于星期日一、胺的分类和命名 （一）分类 伯胺（伯胺（1胺）胺）叔胺（叔胺（3胺）胺）仲胺（仲胺（2胺）胺）氨基氨基亚氨基亚氨基次氨基次氨基官官能能团团1、按氨分子中的、按氨分子中的H被取代被取代胺可以看作是氨（胺可以看作是氨（NH3）分子中的氢原子被烃基取代）分子中的氢原子被烃基

2、取代的衍生物。的衍生物。第一节第一节 胺胺第3页，讲稿共49张，创作于星期日注意：注意：叔丁醇（叔丁醇（3醇）醇）伯胺（伯胺（1胺）胺）季铵盐季铵盐NH4+X-R4N+X-NH4+OH-R4N+OH-问：（问：（CH3）3NH+Cl-是是季铵盐吗？季铵盐吗？不是，是铵盐。不是，是铵盐。季铵碱季铵碱3、按氨基数的不同、按氨基数的不同：一元胺、二元胺和多元胺：一元胺、二元胺和多元胺2、按烃基不同、按烃基不同：脂肪胺或芳香胺：脂肪胺或芳香胺第4页，讲稿共49张，创作于星期日（二）命名1、简单的胺以胺作母体，称“某胺”。CH3CH2NH2CH3CH2NHCH3H2NCH2CH2NH2乙胺乙胺甲乙胺甲乙

3、胺乙二胺乙二胺苯胺苯胺苄胺苄胺CH3NHCH3二甲胺二甲胺2、较复杂的胺、较复杂的胺以烃作母体以烃作母体，氨基作取代基。，氨基作取代基。2-甲基甲基-3-氨基丁烷氨基丁烷第5页，讲稿共49张，创作于星期日N-甲基苯胺甲基苯胺N,N-二甲基苯胺二甲基苯胺N-甲基甲基-N-乙基苯胺乙基苯胺3、芳香族仲胺和叔胺、芳香族仲胺和叔胺芳香胺作母体芳香胺作母体，在烃基前加，在烃基前加“N”第6页，讲稿共49张，创作于星期日(CH3)4N+Cl氯化四甲铵氯化四甲铵(季铵盐季铵盐)4、铵盐、铵盐、季铵盐和季铵碱季铵盐和季铵碱CH3NH3+Cl氯化甲铵氯化甲铵(CH3)3NCH2CH3+OH氢氧化三甲基乙铵（氢氧

4、化三甲基乙铵（季季铵碱铵碱)注意：注意：“氨氨”、“胺胺”及及“铵铵”的含义。的含义。表示氨气和基（如氨基、亚氨基等）时，用表示氨气和基（如氨基、亚氨基等）时，用“氨氨”；表示表示NH3的烃基衍生物（的烃基衍生物（有机胺有机胺）时，用）时，用“胺胺”；铵盐或季铵类化合物（铵盐或季铵类化合物（含含N+)则用则用“铵铵”。第7页，讲稿共49张，创作于星期日二、胺的结构NH3NH2CH3(CH3)3NNH3的氮原子处于不等性sp3杂化状态，具有棱锥形结构；胺的结构和 NH3 相似，也具有四面体的结构，但不是正四面体。胺的结构中的孤对电子决定其性质：胺的结构中的孤对电子决定其性质：碱性碱性和和亲核性亲

5、核性第8页，讲稿共49张，创作于星期日苯胺的氨基中，N原子所在的轨道与苯环上的p轨道虽不完全平行，但仍可与苯环形成一定的共轭。苯胺的结构苯胺的结构胺分子中若氮上连接三个不同的基团，应存在对映异构现胺分子中若氮上连接三个不同的基团，应存在对映异构现象。（象。（p133,不作要求不作要求）第9页，讲稿共49张，创作于星期日三、胺的物理性质1、沸点、沸点b、伯胺和仲胺伯胺和仲胺叔胺叔胺（碳原子数相同的胺）（碳原子数相同的胺）a、伯胺和仲胺的沸点比烷烃高，但比醇或羧酸低。、伯胺和仲胺的沸点比烷烃高，但比醇或羧酸低。原因：原因：胺除叔胺外，都能形成分子间氢键，胺除叔胺外，都能形成分子间氢键，但氢键但氢键

6、:N-HN 比比 O-HO 弱弱原因原因：叔胺的氮原子上没有氢原子，叔胺分子间不能：叔胺的氮原子上没有氢原子，叔胺分子间不能生成氢键生成氢键 第10页，讲稿共49张，创作于星期日3、毒性、毒性v芳香胺具有一定的毒性。芳香胺具有一定的毒性。v苯胺苯胺的空气或食入的空气或食入0.25mg后就会产生后就会产生中毒中毒。联苯胺和。联苯胺和-萘胺都有萘胺都有致癌致癌作用。作用。v六个碳原子以下的低级胺易溶于水，高级胺难溶于水。六个碳原子以下的低级胺易溶于水，高级胺难溶于水。原因是氨基能与水分子形成氢键原因是氨基能与水分子形成氢键。2、水溶性、水溶性第11页，讲稿共49张，创作于星期日四、胺的化学性质（一

7、）碱性和成盐反应（一）碱性和成盐反应胺的碱性较弱胺的碱性较弱碱性：碱性：脂肪胺脂肪胺 氨氨 芳香胺芳香胺第12页，讲稿共49张，创作于星期日胺的碱性强弱与氮上的电子云密度有关，氮上的电子云密度越大，碱性越强。CH3NH2HNH2脂肪胺脂肪胺氨氨芳香胺芳香胺(CH3)4N+OH季铵碱季铵碱（有游离的（有游离的OH）碱性：碱性：季铵碱季铵碱 脂肪胺脂肪胺 氨氨 芳香胺芳香胺第13页，讲稿共49张，创作于星期日胺在水溶液中碱性的影响因素胺在水溶液中的碱性取决于电子效应、水的溶剂化效应和空间效应。电子效应电子效应氮上斥电子基越多，碱性增强。氮上斥电子基越多，碱性增强。脂肪胺的碱性顺序：脂肪胺的碱性顺序

8、：脂肪叔胺脂肪叔胺脂肪仲胺脂肪仲胺脂肪伯胺脂肪伯胺 脂肪伯胺脂肪伯胺脂肪仲胺脂肪仲胺脂肪叔胺脂肪叔胺第14页，讲稿共49张，创作于星期日溶剂化作用氮上氢越多，与水形成氢键的数目越多，铵正离子的稳定性越强，碱性越强。OH2OH2OH2OH2OH2OH2空间效应空间效应烷基越多、越大，位阻越大，碱性越弱。烷基越多、越大，位阻越大，碱性越弱。脂肪胺的碱性顺序：脂肪胺的碱性顺序：脂肪伯胺脂肪伯胺脂肪仲胺脂肪仲胺脂肪叔胺脂肪叔胺脂肪胺的碱性顺序：脂肪胺的碱性顺序：脂肪伯胺脂肪伯胺脂肪仲胺脂肪仲胺脂肪叔胺脂肪叔胺第15页，讲稿共49张，创作于星期日脂肪胺的碱性综合脂肪胺的碱性综合电子效应、溶剂化效应和空间

9、效应效应电子效应、溶剂化效应和空间效应效应的结果：的结果：脂肪仲胺最强，脂肪伯胺和叔胺次之脂肪仲胺最强，脂肪伯胺和叔胺次之不同类型胺的碱性顺序不同类型胺的碱性顺序不同类型甲胺的碱性顺序：不同类型甲胺的碱性顺序：二甲胺二甲胺甲胺甲胺三甲胺三甲胺 不同类型胺的碱性顺序（不同类型胺的碱性顺序（总总）：）：第16页，讲稿共49张，创作于星期日a a b ba a b b2 2、3 3、1 1、练习：碱性大小第17页，讲稿共49张，创作于星期日（二）酰化反应v伯、仲胺伯、仲胺能与酰卤、酸酐等酰化试剂生成能与酰卤、酸酐等酰化试剂生成酰胺酰胺。v叔胺的氮上没有氢，不反应。叔胺的氮上没有氢，不反应。第18页，

10、讲稿共49张，创作于星期日例如：例如：v用于氨基的保护用于氨基的保护:第19页，讲稿共49张，创作于星期日兴斯堡（Hinsberg）反应NaOH沉淀溶解沉淀溶解不反应（不反应（沉淀不溶解沉淀不溶解）（苯磺酰氯）（苯磺酰氯）白白白白不反应（可溶于酸）不反应（可溶于酸）v常用于分离鉴别常用于分离鉴别伯胺、仲胺和叔胺伯胺、仲胺和叔胺。第20页，讲稿共49张，创作于星期日（三）与亚硝酸反应伯、仲、叔胺与亚硝酸反应的产物不同，可鉴别三种胺。亚硝酸很不稳定，临用时配制NaNO2+HCl HNO2+NaCl1、伯胺与亚硝酸反应、伯胺与亚硝酸反应v脂肪伯胺脂肪伯胺，放出，放出氮气氮气，并生成醇等混合物。，并生

11、成醇等混合物。反应能定量地放出氮气，故可用测定伯胺含量。反应能定量地放出氮气，故可用测定伯胺含量。第21页，讲稿共49张，创作于星期日v芳香伯胺芳香伯胺在在低温低温下，生成下，生成芳香族重氮盐芳香族重氮盐v芳香族重氮盐芳香族重氮盐在在低温较稳定，遇热分解，放出低温较稳定，遇热分解，放出N2 +NaNO2HCl0-55+N2 氯化重氮苯氯化重氮苯第22页，讲稿共49张，创作于星期日2、仲胺与亚硝酸反应仲胺与亚硝酸作用生成N-亚硝基胺。vN-亚硝基胺为难溶于水亚硝基胺为难溶于水黄色油状物或固体黄色油状物或固体vN-亚硝基胺是亚硝基胺是较强的致癌物质。较强的致癌物质。第23页，讲稿共49张，创作于星

12、期日3.叔胺与亚硝酸反应芳香叔胺与亚硝酸的反应（不作要求）v脂肪叔胺脂肪叔胺与亚硝酸作用时只能生成不稳定的亚硝酸与亚硝酸作用时只能生成不稳定的亚硝酸盐，碱处理又重新得到游离的叔胺。盐，碱处理又重新得到游离的叔胺。第24页，讲稿共49张，创作于星期日亚硝酸反应小结伯胺伯胺仲胺仲胺脂肪叔胺脂肪叔胺N2 黄色油状物或黄色油状物或无现象无现象可用于鉴别可用于鉴别伯胺、仲胺和叔胺伯胺、仲胺和叔胺。亚硝酸亚硝酸第25页，讲稿共49张，创作于星期日（四）芳香胺的亲电取代反应白白可用于苯胺的鉴别和定量分析可用于苯胺的鉴别和定量分析 芳香胺的氨基对芳环的亲电取代有芳香胺的氨基对芳环的亲电取代有较强的致活作用较强

13、的致活作用。如如卤代反应卤代反应难以停留在一卤代物的阶段。难以停留在一卤代物的阶段。第26页，讲稿共49张，创作于星期日第二节 重氮化合物和偶氮化合物重氮化合物和偶氮化合物都含有N2官能团。偶氮化合物中NN两端都和烃基相连。重氮化合物中N2的只有一端与烃基相连，另一端与其他相连氯化重氮苯氯化重氮苯（重氮盐酸盐重氮盐酸盐）偶氮苯偶氮苯硫酸重氮苯硫酸重氮苯（重氮硫酸盐重氮硫酸盐）对羟基偶氮苯对羟基偶氮苯第27页，讲稿共49张，创作于星期日一、重氮化合物的制备05制备制备芳香重氮盐具-共轭，在低温较稳定取代反应取代反应偶联反应偶联反应第28页，讲稿共49张，创作于星期日二、重氮化合物的性质v重氮基正

14、离子，使重氮基正离子，使C-N键极性增键极性增强，易断裂强，易断裂放出放出N2v重氮基可被重氮基可被羟基，卤素、氰基羟基，卤素、氰基和和氢原子氢原子等取代等取代（一）（一）重氮基被取代（重氮基被取代（放氮反应放氮反应）第29页，讲稿共49张，创作于星期日Cu2CN2Cu2X2HX,KCN,H2OH3PO2 H2O+N2 第30页，讲稿共49张，创作于星期日（二）偶联反应（不放氮反应）重氮盐与酚类或芳香胺作用，生成有颜色的偶氮化合物，这类反应称为偶联反应。属于亲电取代反应。v芳基重氮正离子作为亲电试剂，芳基重氮正离子作为亲电试剂，由于形成由于形成共轭，使正电荷较共轭，使正电荷较分散，亲电性很弱，

15、只能进攻分散，亲电性很弱，只能进攻芳香芳香胺胺或或酚类化合物酚类化合物等活泼的芳环。等活泼的芳环。第31页，讲稿共49张，创作于星期日1、与芳香胺的偶联反应+中性或弱酸性中性或弱酸性OC对二甲氨基偶氮苯（对二甲氨基偶氮苯（黄色黄色）v反应条件：反应条件：中性或弱酸性（中性或弱酸性（pH=6）v在强酸中在强酸中，芳香胺生成铵盐钝化苯环。不利于偶联反应，芳香胺生成铵盐钝化苯环。不利于偶联反应第32页，讲稿共49张，创作于星期日2、与酚的偶联反应+弱碱性弱碱性OC对羟基偶氮苯（对羟基偶氮苯（橘黄色橘黄色）v在在弱碱性弱碱性（pH=8）中，酚以氧负离子存在活化苯环，对）中，酚以氧负离子存在活化苯环，对

16、反应有利反应有利v在强碱介质中在强碱介质中，重氮正离子变为重氮酸等，不能偶联，重氮正离子变为重氮酸等，不能偶联重氮酸重氮酸（pH 9 11）重氮酸盐重氮酸盐（pH 11 13）第33页，讲稿共49张，创作于星期日偶联反应发生在羟基或氨基的对位如对位被占据，则在邻位。如邻、对位都被占据，则不发生偶联。+中性或弱酸性中性或弱酸性OC5-甲基甲基-2-氨基偶氮苯氨基偶氮苯 第34页，讲稿共49张，创作于星期日应用偶氮化合物，通常具有颜色，可用作染料（偶氮染料），偶联反应最重要用途是合成偶氮染料。有些偶氮化合物的颜色能随溶液PH值的不同而变化，可用作酸碱指示剂。例如甲基橙。第35页，讲稿共49张，创作

17、于星期日v 酰胺中酰胺中形成形成p-p-共轭共轭体系体系v 为近中性化合物。为近中性化合物。（一）酸碱性（一）酸碱性第三节 酰胺及其衍生物一、酰胺一、酰胺近中性近中性 酸性酸性 碱性碱性第36页，讲稿共49张，创作于星期日酰亚胺分子中，氮原子上的孤对电子受两个羰基的影响，使NH键的极性加大，显示一定的酸性，能与碱生成盐。+NaOH第37页，讲稿共49张，创作于星期日（二）水解（二）水解属于羧酸衍生物，可发生水解。属于羧酸衍生物，可发生水解。一般水解较慢，但在酸或碱性条件下并加热，加速一般水解较慢，但在酸或碱性条件下并加热，加速反应的进行。反应的进行。第38页，讲稿共49张，创作于星期日（三）与

18、亚硝酸反应（三）与亚硝酸反应v生成羧酸并生成羧酸并放出放出氮气，氮气，与伯胺的反应相似与伯胺的反应相似。第39页，讲稿共49张，创作于星期日二、尿素尿素是碳酸的二元酰胺，是蛋白质在哺乳动物体内最后的代谢产物，它从尿液中排出体外，尿素也由此得名。尿素在农业上用作氮肥，在临床上能降低眼内压和颅内压，可治疗青光眼等疾病。尿素尿素简称简称脲脲，是碳酸的二元酰胺，是碳酸的二元酰胺第40页，讲稿共49张，创作于星期日（一）弱碱性尿素具有弱碱性，与硝酸作用生成硝酸脲白色沉淀。白白H2OH+OH-酶酶+（二）水解反应（二）水解反应v尿素在酸、碱、酶的作用下，可以发生水解，生成氨或二氧尿素在酸、碱、酶的作用下，

19、可以发生水解，生成氨或二氧化碳。化碳。第41页，讲稿共49张，创作于星期日（三）与亚硝酸反应+HNO2N2 +CO2 +H2Ov生成碳酸，定量放出生成碳酸，定量放出氮气，氮气，可用来测定尿素含量可用来测定尿素含量第42页，讲稿共49张，创作于星期日（四）缩二脲的生成和缩二脲反应将固体尿素加热到熔点以上（约160左右），则尿素分子间可脱去一分子NH3而生成缩二脲。160+v缩二脲与缩二脲与稀碱的硫酸铜溶液呈紫红色稀碱的硫酸铜溶液呈紫红色叫缩二脲反应。叫缩二脲反应。v含有两个或两个以上含有两个或两个以上酰胺键酰胺键(CONH)的化合物均可发生的化合物均可发生缩二脲反应缩二脲反应。v缩二脲缩二脲，多

20、肽多肽和和蛋白质蛋白质可发生缩二脲反应。可发生缩二脲反应。v尿素（脲）尿素（脲）不可发生缩二脲反应。不可发生缩二脲反应。第43页，讲稿共49张，创作于星期日三、丙二酰脲（了解）v丙二酰脲是脲与丙二酰氯或丙二酸酯类发生氨解反应生成的丙二酰脲是脲与丙二酰氯或丙二酸酯类发生氨解反应生成的化合物。化合物。可发生可发生酮式酮式-烯醇式互变异构烯醇式互变异构：酮式酮式 烯醇式烯醇式第44页，讲稿共49张，创作于星期日v巴比妥酸巴比妥酸本身没有医疗作用，但它亚甲基上两个氢被烃基本身没有医疗作用，但它亚甲基上两个氢被烃基取代后所形成的衍生物，对中枢神经系统起抑制作用。取代后所形成的衍生物，对中枢神经系统起抑制

21、作用。v这类药物称为这类药物称为巴比妥类药物巴比妥类药物，临床上可用作为镇静剂和，临床上可用作为镇静剂和安眠药，其通式为：安眠药，其通式为：第45页，讲稿共49张，创作于星期日练习：3、下列化合物碱性顺序正确的是（）、下列化合物碱性顺序正确的是（）苯胺苯胺乙酰苯胺乙酰苯胺邻苯二甲酰亚胺邻苯二甲酰亚胺氢氧化四甲铵氢氧化四甲铵 A、B、C、D、1、缩二脲反应是指、缩二脲反应是指2分子脲加热时失去分子脲加热时失去1分子氨生成缩二脲的反应。分子氨生成缩二脲的反应。（）2、有机物中，卤素、羟基或氨基直接连在叔碳原子上，它们分别为叔卤代物、有机物中，卤素、羟基或氨基直接连在叔碳原子上，它们分别为叔卤代物、

22、叔醇或叔胺。叔醇或叔胺。（）D第46页，讲稿共49张，创作于星期日练习：3、下列化合物碱性顺序正确的是（）、下列化合物碱性顺序正确的是（）苯胺苯胺乙酰苯胺乙酰苯胺邻苯二甲酰亚胺邻苯二甲酰亚胺氢氧化四甲铵氢氧化四甲铵 A、B、C、D、1、缩二脲反应是指、缩二脲反应是指2分子脲加热时失去分子脲加热时失去1分子氨生成缩二脲的分子氨生成缩二脲的反应。反应。（）2、有机物中，卤素、羟基或氨基直接连在叔碳原子上，它们分别为、有机物中，卤素、羟基或氨基直接连在叔碳原子上，它们分别为叔卤代物、叔醇或叔胺。叔卤代物、叔醇或叔胺。（）D第47页，讲稿共49张，创作于星期日4、有机含氮化合物中与亚硝酸反应能够放出氮

23、气的是、有机含氮化合物中与亚硝酸反应能够放出氮气的是()A、伯胺、伯胺 B、仲胺、仲胺 C、叔胺、叔胺 D、季铵盐、季铵盐5、能发生缩二脲反应的是、能发生缩二脲反应的是()A、H2NCOCH3 B、H2NCH2CONHCH3 C、H2NCONH2 D、H2NCONHCONH2 6、重氮盐在低温下与酚类化合物的偶联反应属（、重氮盐在低温下与酚类化合物的偶联反应属（）A、亲电取代反应、亲电取代反应 B、亲核加成反应、亲核加成反应 C、亲核取代反应、亲核取代反应 D、亲电加成反应、亲电加成反应7、能与亚硝酸作用生成难溶于水的黄色油状物的化合物的是（、能与亚硝酸作用生成难溶于水的黄色油状物的化合物的是（）A、乙胺、乙胺 B、甲乙胺、甲乙胺 C、甲乙丙胺、甲乙丙胺 D、丙胺、丙胺 A DA B第48页，讲稿共49张，创作于星期日01.10.2022感谢大家观看第49页，讲稿共49张，创作于星期日